邢 亮 韓 偉 韋昌盛 段向榮 李鵬俊

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200125

平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)近年來發(fā)展迅速，其由多根桿件依網(wǎng)格形式通過螺栓球或焊接球節(jié)點(diǎn)連接，形成空間結(jié)構(gòu)。其以質(zhì)輕、剛度大、空間傳力明確的主要優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、高鐵站等，特別適合于大跨度結(jié)構(gòu)。目前，平板網(wǎng)架有四角錐、三角錐、桁架型結(jié)構(gòu)等形式，安裝網(wǎng)架的方法采取整體提升、整體頂升和滑移較多，高空散拼因技措量大、搭拆繁瑣，近年來采用較少，逐漸退出主流的安裝方法。本文對(duì)第十四屆全運(yùn)會(huì)網(wǎng)球館屋面正放四角錐構(gòu)造形式的大跨度平板網(wǎng)架安裝技術(shù)和施工安全進(jìn)行了研究[1-4]。

1 工程概況

楊凌網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)中心網(wǎng)球館網(wǎng)架工程量約5 141 m2，總質(zhì)量約262 t。網(wǎng)架長度102 m，跨度50.4 m，軸網(wǎng)由A ～ L 軸交①～ 軸（橫⑨軸縱 軸），網(wǎng)架支座中心高度15 m，網(wǎng)架矢高2.500～3.745 m，下弦周圈支撐在網(wǎng)架四面墻混凝土柱頂?shù)木W(wǎng)架支座上，柱頂標(biāo)高＋19.00 m。網(wǎng)架布置如圖1所示。

圖1 網(wǎng)架布置圖示意

網(wǎng)格數(shù)量為17×34，單元網(wǎng)格尺寸是2.8 m×2.7 m。網(wǎng)架桿件規(guī)格有φ60 mm×3.5 mm、φ75.5 mm×3.75 mm、φ88.5 mm×4 mm、φ114 mm×4 mm、φ159 mm× 6 mm、φ 159 mm×8 mm、φ 159 mm×10 mm，共5 040根，材質(zhì)為Q235B，高頻焊管；螺栓球規(guī)格有BS100～BS400，共1 314個(gè)，材質(zhì)為45鋼；高強(qiáng)螺栓規(guī)格有M22～M56，10 080副，材質(zhì)為40Cr；橡膠墊與支座頂部節(jié)點(diǎn)、底部過渡板組裝成網(wǎng)架支座，橡膠墊規(guī)格72 mm×300 mm×300 mm，材質(zhì)為氯丁橡膠，計(jì)50個(gè)，其中帶錨栓的過渡板將橡膠墊和支座頂部節(jié)點(diǎn)貫穿，網(wǎng)架支座通過底部過渡板與柱頂埋板圍焊固定（圖2）。

圖2 網(wǎng)架支座示意

2 施工技術(shù)

2.1 鋼網(wǎng)架安裝方法和安裝順序

本工程施工時(shí)，網(wǎng)球館內(nèi)四周混凝土框架結(jié)構(gòu)均已完成，場(chǎng)內(nèi)地面平整。結(jié)合場(chǎng)地條件，針對(duì)本網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，網(wǎng)架工程邊長≥70 m，總質(zhì)量50～300 t，單體建筑面積200～6 000 m2，跨度50.4 m，屬于大規(guī)模網(wǎng)架工程。考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和周邊資源，確定采用“場(chǎng)地內(nèi)A ～L/⑥～⑧軸線區(qū)的網(wǎng)架地面拼裝成起步架，兩側(cè)剩余網(wǎng)架下設(shè)支撐高空按單元對(duì)稱散裝”的安裝方法進(jìn)行網(wǎng)架施工，安裝順序從起步架向兩側(cè)邊跨安裝（圖3、圖4）。

圖3 起步網(wǎng)架吊裝示意

圖4 網(wǎng)架安裝順序示意

2.2 網(wǎng)架起步架分步拼裝高空合攏安裝

起步網(wǎng)架平面尺寸50 m×12 m，實(shí)際質(zhì)量約為26.6 t。網(wǎng)球館內(nèi)場(chǎng)地平整硬化并進(jìn)行了碾壓、夯實(shí)，用全站儀在地面放出“網(wǎng)架”的正投影線，將支撐位置在網(wǎng)架安裝過程中按支撐點(diǎn)變化情況放線。起步架在跨度范圍內(nèi)由地面區(qū)域網(wǎng)架（E ～L/⑥～⑧軸）、二層3.9 m平臺(tái)區(qū)域網(wǎng)架（B ～E/⑥～⑧軸）、15.5 m合攏區(qū)網(wǎng)架（A ～B/⑥～⑧軸）組成。

1）在安裝位置投影正下方位置進(jìn)行拼裝，利用2臺(tái)100 t汽車吊（QY100K、19.2 t配重、工作幅度12 m、起吊高度25 m）統(tǒng)一指揮，同時(shí)起吊地面區(qū)域網(wǎng)架（ E ～L/⑥～⑧軸），抬至標(biāo)高3.9 m二層平臺(tái)，靠近E 軸一端擱置在二層平臺(tái)上，再在F/⑦、K/⑦軸處用6 m高支撐固定，加固后汽車吊不松鉤。

2）將E ～L/⑥～⑧軸起步架與3.9 m平臺(tái)區(qū)域網(wǎng)架（ B ～E/⑥～⑧軸）拼裝連接，組成起步網(wǎng)架（ E ～L/⑥～⑧軸）。

3）起步網(wǎng)架（E ～L/⑥～⑧軸）用2臺(tái)100 t汽車吊提高至設(shè)計(jì)標(biāo)高，網(wǎng)架L 軸一端支撐在柱頂網(wǎng)架支座上，再在B/⑦、G/⑦軸處用16 m高支撐固定。

4）合攏區(qū)網(wǎng)架桿件（A ～B/⑥～⑧軸）在地面組裝成三角錐體，分兩單元沿B →A軸方向用25 t汽車吊吊裝就位后拼接，合攏完成后就位，將下弦螺栓球卡位在支座十字板頂槽內(nèi)加固，調(diào)整相關(guān)軸線，整體校正后焊接加固，完成起步架安裝。起步架分區(qū)如圖5所示，起步架完成如圖6所示。

圖5 網(wǎng)架起步架三塊區(qū)域示意

圖6 網(wǎng)架起步架就位示意

2.3 起步架兩側(cè)剩余網(wǎng)架按單元對(duì)稱散裝

1）起步架完成后，根據(jù)圖紙?jiān)诘孛鎸⒕W(wǎng)架構(gòu)件拼成一個(gè)個(gè)錐體，每個(gè)錐體的質(zhì)量不大于0.9 t，按照節(jié)點(diǎn)所在軸線和水平分布位置順序排列，使用25 t汽車吊（QY25A）進(jìn)行小錐體安裝（圖7），吊至設(shè)計(jì)位置進(jìn)行高空安裝。起步架兩側(cè)剩余網(wǎng)架按單元對(duì)稱散裝，2臺(tái)汽車吊獨(dú)立流水安裝，先上弦一圈，然后下弦一圈。

圖7 剩余網(wǎng)架按小錐體單元高空安裝

2）在高空散裝時(shí)，為控制網(wǎng)架撓度，必須每隔2排下弦球設(shè)置支撐，支撐點(diǎn)位置沿網(wǎng)架跨中G 軸向兩側(cè)移動(dòng)，支撐點(diǎn)移動(dòng)如圖8所示。支撐頂部平臺(tái)利用30 t千斤頂設(shè)置在下弦球底，緩慢卸載，拆除支撐后間隔2條軸線（2根柱）再安裝支撐，依次循環(huán)，直到網(wǎng)架拼裝完成（圖9）。

圖8 網(wǎng)架支撐點(diǎn)移動(dòng)示意

圖9 網(wǎng)架安裝完成示意

3 網(wǎng)架安裝施工安全措施

3.1 臨時(shí)支撐設(shè)置

網(wǎng)架臨時(shí)支撐使用桿件組裝成格構(gòu)式支撐，受力驗(yàn)算合格后設(shè)置（圖10）。

圖10 臨時(shí)支撐

3.2 網(wǎng)架下設(shè)安全網(wǎng)

由于網(wǎng)架高空分單元組拼，高處作業(yè)安裝人員會(huì)處于網(wǎng)架球上作業(yè)，作業(yè)時(shí)工人必須佩戴五點(diǎn)式雙鉤安全帶，掛鉤系掛于網(wǎng)架桿件上弦上。張拉安全平網(wǎng)，兩端固定在混凝土框架梁上，如圖11所示。

3.3 作業(yè)面下方地面放置安全氣囊

在作業(yè)面下方安放安全氣囊，下方設(shè)專人隨安裝進(jìn)度和工人施工移動(dòng)位置移動(dòng)氣囊。安全氣囊長8 m，寬6 m，充氣后高度2 m，如圖12所示。

圖11 網(wǎng)架安全網(wǎng)、安全氣囊設(shè)置示意

圖12 安全氣囊示意

3.4 網(wǎng)架安裝變形測(cè)量控制

1）起步網(wǎng)架安裝監(jiān)測(cè)。起步網(wǎng)架測(cè)量，搭設(shè)球支撐，用全站儀放出胎架的標(biāo)高和網(wǎng)架球的軸線，就位后便可使起步網(wǎng)架達(dá)到其預(yù)定坐標(biāo)。起步吊裝完成后，將網(wǎng)架吊裝到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2）網(wǎng)架臨時(shí)支撐卸載后測(cè)控。網(wǎng)架安裝過程中，要對(duì)整個(gè)屋面網(wǎng)架進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行分析，在網(wǎng)架的重要節(jié)點(diǎn)和易變形的位置設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，貼上反光片，便于監(jiān)測(cè)。卸載前，對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，并做好記錄。之后定期觀測(cè)，根據(jù)每次的變化量，來確定沉降、位移和變形的情況。

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

本工程大跨度平板網(wǎng)架采用“場(chǎng)地內(nèi)網(wǎng)架地面拼裝成起步架，兩側(cè)剩余網(wǎng)架下設(shè)支撐高空按單元對(duì)稱散裝”的方法和順序施工，網(wǎng)架安裝后軸線、尺寸、標(biāo)注均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

施工過程中臨時(shí)支撐滿足支撐要求，監(jiān)測(cè)變形無異常點(diǎn)。網(wǎng)架下設(shè)安全網(wǎng)、作業(yè)面下方地面放置安全氣囊，效果良好，到得設(shè)計(jì)、業(yè)主和質(zhì)檢站等單位的一致好評(píng)。起步架安裝完成現(xiàn)場(chǎng)效果如圖13所示，網(wǎng)架安裝完成現(xiàn)場(chǎng)效果如圖14所示。

圖13 起步架安裝完成現(xiàn)場(chǎng)效果

圖14 網(wǎng)架安裝完成現(xiàn)場(chǎng)效果

5 結(jié)語

本文研究了大跨度平板螺栓球網(wǎng)架安裝技術(shù)和施工安全措施，采用“場(chǎng)地內(nèi)網(wǎng)架地面拼裝成起步架，兩側(cè)剩余網(wǎng)架下設(shè)支撐高空按單元對(duì)稱散裝”的施工方法和順序，成功地實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)架安裝，解決了大跨度網(wǎng)架在現(xiàn)場(chǎng)外架未拆除的不利工況下安裝的難題，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果良好。根據(jù)驗(yàn)收要求，現(xiàn)場(chǎng)分別在網(wǎng)架安裝后、屋面施工荷載加設(shè)后、施工一年后，分3次檢測(cè)了網(wǎng)架的撓度，結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求[5]。

該網(wǎng)架施工技術(shù)在國內(nèi)項(xiàng)目中不多見。將該研究結(jié)果應(yīng)用于本項(xiàng)目中不僅符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)也節(jié)約了施工時(shí)間，為后續(xù)工作的開展奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)類似項(xiàng)目具有一定的借鑒意義。